家中路由器放在哪裡信號最好？

數學，在生活中到底有多大用？近日，一名物理學家通過數學方法為我們證明了家中路由器擺放的最佳位置…

無線信號（wifi信號）是電磁波。電磁波的傳輸距離取決於頻率和傳輸過程中的障礙物、功率。電磁波，波長越長，頻率就越低（因為速度（光速）是不變的），波長長了，就容易跨過障礙物，傳輸距離就越遠，反之一樣。

WIFI的信號技術IEEE 802.11b/g/n 定義被操作在2.4 GHz 的頻率中，屬於高頻電磁波。有效傳輸距離大概200-400米（不考慮障礙物）。後繼標準802.16它採用了與802.11b不同的頻段(10-66GHz)，但這樣的電磁波頻率仍然是高頻，傳輸距離稍遠一點點，學校商場社區等公共場所使用。WIFI的頻率遵循國家的標準，不能隨便改低。這是因為各個信號都有自己的頻段，亂更改的話，會對其他信號產生干擾。比如：飛機、火車的指揮信號，廣播電視信號等等。

所以，普通的WIFI信號，無遮擋也就200米的覆蓋範圍，大型WIFI的也就能幾個足球場大。

面對房屋面積太大的困擾，自2014年起物理學家Jason Cole仔細研究了路由器WiFi信號範圍與房屋平面圖間的關係。經過不斷優化，Cole最終發明出了一個可以定位無線路由器的最佳位置的公式，而這一公式則取決於你家的平面圖樣式。

研究中，Cole首先繪製了其所居住房屋的平面圖，並為牆壁設定了一個信號折射值。隨後利用亥姆霍茲方程（Helmholtz equation）來模擬路由器發射出的電磁波。（亥姆霍茲方程是一個描述電磁波的橢圓偏微分方程，以德國物理學家亥姆霍茲的名字命名。）

在最開始的模擬中，Cole認為將路由器放置在房屋最中心將會得到最佳的WIFI信號。顯然，這一方案在給定功率點等情況下並不一定是最好的。

為了進一步研究，Cole對模型進行不斷修正，充分考慮到了牆體材料（如混凝土、木材）對電磁波的吸收，以及形成駐波的電磁波反射。

最終，Cole還總結出了一條我們早已熟知的規律——距離路由器越遠，接收到穩定的WIFI信號就越困難（the further away you are from the router, the tougher it"ll be to try to catch the tendrils of signal.）

但根據房屋平面圖的差異，如果找到一個路由器放置的最佳點，就可以實現提高WIFI信號利用率的最優解。

為了簡化普通人計算路由器布置最佳位置點的難度，Cole甚至開發了一個Android應用程序，將具體演算法集成進app（Helmhurts），可以讓你在輕鬆在自己的房子周圍映射wifi信號，從而幫助你找到路由器的最佳安置點。

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